p (Phys.org) - Engenheiros da Universidade da Califórnia, San Diego está desenvolvendo nano-espumas que poderiam ser usados ​​para fazer armaduras melhores; prevenir lesões cerebrais traumáticas e lesões pulmonares relacionadas à explosão em soldados; e proteger edifícios de impactos e explosões. É a primeira vez que pesquisadores investigam o uso de nanofumas para proteção estrutural. p “Estamos desenvolvendo nano-espumas que ajudam a dispersar a força de um impacto em uma área mais ampla, "disse Yu Qiao, professor de engenharia estrutural na Jacobs School of Engineering da UC San Diego. "Eles parecerão menos rígidos, mas na verdade serão mais resistentes do que as espumas comuns."

p Os pesquisadores estão no primeiro ano de um programa de três anos financiado pelo Gabinete de Pesquisa do Exército. "Estamos obtendo alguns resultados promissores, "Qiao disse. Cang Zhao, um Ph.D. estudante do grupo de pesquisa de Qiao, apresentará os resultados na Research Expo 18 de abril no campus da UC San Diego.

p As nanofumas são constituídas por um favo de mel, ou poroso, estrutura e são muito leves - os poros constituem de 50 a 80 por cento da estrutura. Os pesquisadores têm tentado determinar o tamanho ideal dos poros para absorver a energia dos impactos. Eles fabricaram amostras com tamanhos de poros que variam de 10 nanômetros a 10 mícrons. Os resultados preliminares mostram que quando o tamanho dos poros atinge dezenas de nanômetros, o material parece ter o melhor desempenho. Essas amostras absorvem energia de um impacto ou explosão em uma área mais ampla, o que torna o material mais resistente a impactos e explosões. Por contraste, em espumas comuns, a energia é absorvida em uma área localizada, levando a uma falha rápida. Esse problema é chamado de "localização de danos" e significa que as espumas comuns não funcionam bem para proteger contra impactos ou explosões.

p Os materiais são testados no laboratório de Qiao na Escola Jacobs. As amostras são colocadas em uma plataforma de teste movida por uma arma de gás e submetidas a impactos cada vez mais fortes. Os pesquisadores então colocaram as amostras sob um microscópio eletrônico de varredura para examinar os danos. Eles usam uma extensa análise de dados para determinar quanta energia as nanofumas absorveram durante os testes de impacto.

p As amostras também são fabricadas no laboratório de Qiao. Os pesquisadores primeiro misturam dois materiais em nível molecular, em seguida, eles usam ataque ácido ou combustão para remover um dos dois materiais, criando canais vazios em nanoescala no processo. Atualmente, o material é curado a seco. Durante os próximos dois anos, pesquisadores planejam aplicar princípios semelhantes para fabricar e testar nanomateriais metálicos e poliméricos.

p “Há mais de cem anos as pessoas buscam a prevenção de danos causados ​​por impactos, "disse Qiao." Espero que este conceito possa fornecer uma nova solução. "